WO2019045125A1

WO2019045125A1 - 산소 마스크

Info

Publication number: WO2019045125A1
Application number: PCT/KR2017/009387
Authority: WO
Inventors: 백미진; 백종태
Original assignee: 주식회사 카이렌
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-03-07

Abstract

본 발명에 따른 산소 마스크는, 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸는 두건부; 상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 공급하는 산소공급부; 및 상기 두건부에 장착되어, 상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 상기 두건부 외부로 배출시키는 배출부;를 포함한다.

Description

산소 마스크

본 발명은 사용자가 유독가스에 노출된 상황에서 질식사를 방지하기 위한 산소 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크기 및 무게를 최소화하면서도 사용시간을 길게 할 수 있는 산소 마스크에 관한 것이다.

방독면은 화재와 같이 사용자가 유독가스에 노출된 상황에서 사용되는 대표적인 안전기구이다. 그러나 방독면은 단순히 외기의 유독가스를 정화시켜 사용자로 하여금 호흡하도록 하기 때문에, 산소가 부족한 공간에서는 완전히 무용지물로 될 수 있는바, 더욱 근원적으로 해결할 수 있는 안전기구의 필요성이 대두되고 있다.

이러한 필요성을 충족시키기 위해 개발된 것이 바로 산소 마스크로서, 종래의 산소 마스크는 유독가스의 흡입을 차단하기 위하여 사용자의 머리를 감싸는 두건 및 두건 내부로 신선한 공기로 호흡할 수 있도록 지속적으로 산소를 공급하는 대형 산소용기를 포함하여 구성되어 왔다.

그런데, 이와 같이 구성되는 종래의 산소 마스크의 경우, 산소용기의 크기가 크고 무게가 무거울 뿐만 아니라 두건과 산소용기의 결합구조가 복잡하여, 휴대성 및 간편성이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.

특히, 사용자가 유독가스에 노출된 상황에서는 산소 마스크를 신속하게 착용하고 주위 상황까지 고려하면서 안전하게 대피하여야 하기에, 휴대성 및 간편성과 관련된 종래의 산소 마스크가 갖는 문제점은 반드시 해결되어야 할 과제라 할 것이다.

그러나 산소 마스크의 크기 및 무게를 최소화하기 위해 산소용기의 용량을 단순하게 줄이기만 한다면, 산소용기 내에 저장되어 있는 산소의 양이 감소하게 되므로 사용시간이 짧아지게 되는 새로운 문제가 발생될 수 있다.

이와 같이 사용시간이 짧아지게 되는 새로운 문제는, 종래의 산소 마스크에 포함되는 두건의 구조상 사용자의 호흡 시 배출되는 공기에 포함된 이산화탄소 또는 습기의 처리가 어려워서 사용시간을 길게 할 수 없는 문제와 맞물려, 시간적 제한으로 인해 주위 상황에 유연하게 대처할 수 없다는 문제점으로 이어지게 된다.

즉, 종래의 산소 마스크에 의하면, 휴대성과 간편성을 극대화하기 위하여 산소용기의 용량을 줄이면 사용시간이 짧아져 주위 상황에 유연하게 대처할 수 없는 문제가 있고, 사용시간을 늘리기 위하여 산소용기의 용량을 늘리면 휴대성과 간편성을 극대화할 수 없다는 문제가 있다.

이상 설명한 문제점을 해결하기 위하여, 아래와 같이 진행되었던 "지역주력산업육성/경제협력권산업육성 창의융합R&D 사업"을 통해 본 발명이 안출되었으며, 안출된 본 발명에 대한 내용은 아래 [발명의 내용] 등에서 상세하게 설명하기로 한다.

<"지역주력산업육성/경제협력권산업육성 창의융합R&D 사업" 정보>

1)과제고유번호 : 1415144525

2)부처명 : 산업통상자원부

3)연구관리전문기관 : 한국산업기술진흥원

4)연구사업명 : 지역특화산업육성

4)연구과제명 : 250cc 400bar급 휴대용 고압용기 산소호흡기 개발

5)주관기관 : (주)에이엠피테크 (사업자등록번호: 403-81-43809)

6)연구기간 : 2015. 07. 1. ~ 2017. 06. 30. (24개월)

본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크기 및 무게를 최소화하면서도 사용시간을 길게 할 수 있는 산소 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 산소 마스크는, 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸는 두건부; 상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 공급하는 산소공급부; 및 상기 두건부에 장착되어, 상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 상기 두건부 외부로 배출시키는 배출부;를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 배출부는 상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 상기 두건부 외부로 배출시키면서도 외기의 유입은 차단하는 일방향 밸브를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 산소 마스크는 상기 두건부에 장착되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 포함하는 정화된 외기를 상기 두건부 내부로 유입시키는 유입부를 더 포함하되, 상기 유입부를 통해 유입되는 산소를 포함하는 정화된 외기의 양은 상기 산소공급부에서 공급되는 산소의 양과 상보적으로 조절되도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 산소 마스크는, 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸는 두건부; 상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 공급하는 산소공급부; 및 상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하여 상기 사용자에게 공급하는 필터부;를 포함하여 구성될 수도 있다.

여기서, 상기 필터부는 상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기와 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 산소발생유닛을 구비할 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 산소 마스크는 상기 두건부에 장착되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 포함하는 정화된 외기를 상기 두건부 내부로 유입시키는 유입부를 더 포함하되, 상기 유입부를 통해 유입되는 산소를 포함하는 정화된 외기의 양은 상기 산소공급부에서 공급되는 산소의 양 및 상기 필터부에서 공급되는 산소의 양과 상보적으로 조절되도록 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 산소 마스크는, 상기 두건부의 내부에 구비되어 상기 사용자의 호흡을 도울 수 있도록 내측이 상기 사용자의 코 또는 입을 감싸는 호흡부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 산소공급부는 상기 호흡부의 외측에 착탈 가능하게 장착될 수 있으며, 상기 사용자에게 기설정된 유량으로 산소를 공급할 수 있도록 산소가 배출되는 유량을 조절하는 유량조절유닛을 구비할 수 있다. 또한, 상기 산소공급부는 외부의 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 또는 상기 산소공급부의 내부 압력이 기설정된 압력보다 높은 경우에 산소를 배출하는 안전유닛을 구비할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 산소 마스크는, 상기 두건부에 장착되어 상기 두건부의 내부 공기 압력을 조절하는 압력조절부를 더 포함하여 구성될 수도 있으며, 상기 산소공급부에서 공급할 수 있는 산소의 양을 실시간으로 측정하여, 상기 산소공급부에서 공급할 수 있는 산소의 양이 기설정된 양보다 작은경우 또는 과다인 경우 상기 사용자에게 알려주는 알림부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

나아가, 본 발명에 따른 산소 마스크에 있어서 상기 두건부는, 상기 사용자의 머리를 감싼 이후에 상기 개구부가 상기 사용자의 목 또는 머리 일측에 밀착될 수 있도록, 상기 개구부의 크기를 조절할 수 있는 조임부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 두건부는, 상기 사용자의 머리 전체를 감싸도록 형성된 경우, 상기 사용자가 상기 두건부의 외부를 식별할 수 있도록, 2중창으로 형성된 투시창을 구비할 수도 있다.

뿐만 아니라, 상기 두건부는, 상기 사용자의 안면을 화염으로부터 보호하면서도 상기 사용자의 위치를 제3자에게 알릴 수 있도록, 난연성의 반사 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 산소 마스크에 의하면, 크기 및 무게를 최소화하면서도 사용시간을 길게 할 수 있어서, 휴대성과 간편성을 극대화하면서도 사용시간이 길어져 주위 상황에 유연하게 대처할 수 있다.

이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 착용한 상태의 외관을 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 착용하였을 때, 두건부의 일부를 절개하여 도시한 부분 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 부분 단면도에서 산소공급부, 필터부 등의 단면을 확인하기 위하여 절개된 일부를 재차 다시 절개하여 도시한 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에서의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도이다.

도 5는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 대한 변형례를 착용하였을 때, 두건부의 일부를 절개하여 도시한 부분 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방?후방 또는 상측?하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.

먼저, 도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

여기서, 도 1은 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 착용한 상태의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 착용하였을 때, 두건부의 일부를 절개하여 도시한 부분 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 부분 단면도에서 산소공급부, 필터부 등의 단면을 확인하기 위하여 절개된 일부를 재차 다시 절개하여 도시한 부분 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 대한 변형례를 착용하였을 때, 두건부의 일부를 절개하여 도시한 부분 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예 및 이에 대한 변형례는 두건부(100), 산소공급부(200) 및 배출부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 두건부(100)는 사용자의 머리를 감싸도록 구비되어 외부의 공기가 두건부(100) 내부로 유입되는 것을 방지하고, 사용자의 머리가 화염 또는 분진, 유독가스 노출되는 것을 방지하는 구성요소이다.

이러한 두건부(100)는 일측에 형성된 개구부를 통해 사용자의 머리를 감싸도록 형성되는데, 사용자의 안전을 위하여 사용자의 머리 전체를 감싸는 것이 유리할 것이지만, 반드시 이에 제한되지 않고, 경우에 따라서는 사용자의 머리 중에서 코와 입 주변의 일 부분만을 감싸도록 형성되어도 무방하다.

이때 상기 두건부(100)를 착용한 상태에서 상기 두건부(100) 내부에 여유공간이 없이 사용자의 피부에 밀착될 경우에는 별도의 호흡 주머니가 필요할 수 있다.

또한, 두건부(100)는 외부와 내부 사이에서 공기가 상호 유동하는 것을 방지할 수 있는 재질이라면 어떠한 재질로 이루어져도 무방하며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다고 할 것이다.

다만, 보다 상세하게 설명하기 위하여 두건부(100)의 재질을 예를 들어 설명하면, 사용하지 않을 때 접어서 휴대 및 보관하기 용이하도록 폴리에틸렌(PE) 또는 고무와 같은 연성의 합성수지 재질일 수도 있고, 외부로부터의 충격으로부터 보호하기 용이하도록 플라스틱과 같이 같은 경성의 합성수지 재질일 수도 있다. 또한, 두건부(100)는 안면을 화염으로부터 보호하면서도 사용자의 위치를 제3자에게 알릴 수 있도록 난연성의 재질 또는 난연성을 가지는 반사 재질로 형성될 수도 있다.

이와 같이 다양한 재질로 구성될 수 있는 두건부(100)의 일측에는 전술한 바와 같이 사용자가 두건부(100)를 착용하거나, 벗을 수 있는 개구부가 형성되어 있다. 이러한 개구부를 통해 사용자는 두건부(100)에 머리를 넣어서 두건부(100)를 착용하거나, 사용이 완료된 후에 개구부를 통해 두건부(100)로부터 머리를 빼서 두건부(100)를 벗을 수 있다.

이러한 개구부에는 사용자가 머리를 넣어서 두건부(100)를 착용한 이후에, 개구부를 통해 외부 공기가 두건부(100) 내부로 들어오는 것을 방지할 수 있도록 조임부(110)가 구비될 수 있다.

조임부(110)는 개구부를 따라서 구비되어 사용자의 목 또는 머리 일측에 밀착될 수 있도록 하여 목 또는 머리 일측 또는 목 부분을 조여줌으로써 두건부(100) 내부 및 외부의 공기가 유동하는 것을 차단하거나, 공기의 유동을 최소화하는 것이다.

이러한 조임부(11)는 개구부를 조여 공기의 유동을 용이하지 않게 할 수 있는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 개구부를 따라 구비되는 탄성밴드 또는 도면에 도시된 바와 같이 조임끈 등으로 형성되는 것이 사용의 편의성을 고려하여 볼 때 더욱 유리할 것이다.

또한, 두건부(100)의 일측에는 사용자가 외부의 상황을 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록 투시창(120)이 구비될 수 있다.

물론, 두건부(100)의 재질이 투명한 경우에는 별도의 투시창(120)이 필요하지 않겠지만, 두건부(100)의 재질이 투명한 재질이 아닌 경우에는 두건부(100)를 착용한 사용자가 외부의 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 투시창(120)이 구비되어야 할 것이다.

이러한 투시창(120)은 두건부를 착용한 사용자가 외부의 상황을 용이하게 확인할 수 있도록 투명한 폴리에틸렌(PE), 아크릴 또는 폴리카보네이트 등 투명한 재질이라면 어떠한 재질로 이루어져도 무방하다.

다만, 투시창(120)은 두건부(100)의 내부 및 외부의 온도차이로 인해 성에 등이 발생하는 것을 방지하기 위하여 습기제거제를 추가로 구성하거나 2중창 구조로 형성하는 것이 유리할 것이다.

또한, 두건부(100)에 있어서 투시창(120) 아래에는 후술할 배출부(300), 유입부(400) 등의 다른 구성요소들과 연통되는 안면부(130)가 구비될 수 있는데, 이에 대하여는 다른 구성요소들에 대하여 먼저 상세하게 설명한 이후에 호흡부(600)에 대하여 설명할 때 보다 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 산소공급부(200)는 두건부(100)의 내부에 구비되어, 사용자의 호흡을 위하여 산소를 공급하는 구성요소로서, 산소압축용기 또는 산소발생기와 같이 산소를 공급할 수 있으면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.

하지만, 위급 상황 시에 사용자가 신속하게 이동 가능하도록, 산소공급부(200)은 휴대가 용이한 최소 크기로 형성되는 것이 유리할 것이며, 이는 후술할 필터부(500)를 통해 날숨을 재활용하거나 산소를 재생성하는 경우 그 크기를 더욱 최소화할 수 있을 것이다.

이와 같은 산소공급부(200)는 후술할 호흡부(600)의 외측에 착탈 가능하게 장착됨으로써, 두건부(100)의 내부에 구비될 수 있다.

이때, 탄성을 갖는 밴드와 같은 장착유닛(210)에 의해 산소공급부(200)가 안정적으로 호흡부(600)에 장착될 수 있으나, 전술한 바와 같이 산소공급부(200)의 크기가 최소화된다면 장창유닛(210)이 반드시 필요하지는 않을 것이다.

또한, 산소공급부(200)는 사용자에게 기설정된 유량으로 산소를 공급하도록 하는 유량조절유닛(220)을 구비할 수 있다. 이때, 유량조절유닛(220)은 산소공급부(200)에서 배출되는 산소의 유량을 조절함으로써 사용자에게 기설정된 유량으로 산소를 공급하도록 한다.

이러한 유량조절유닛(220)이 산소공급부(200)에 구비됨으로써, 사용자에게 공급되는 산소의 유량을 조절하여 사용자에게 과소 또는 과도한 산소가 공급되지 않도록 하는 것이다.

또한, 산소공급부(200)는 외부의 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 또는 산소공급부(200)의 내부 압력이 기설정된 압력보다 높은 경우에 산소를 자동으로 배출하는 안전유닛(230)을 구비할 수 있다.

이러한 안전유닛(230)은 산소공급부(200)가 사용자의 코 또는 입을 감싸는 호흡부(600)에 장착된다는 점에서 폭발시 사용자의 상해 위험성이 매우 높을 수 있다는 문제점 또는 보관 중에 폭발할 수 있다는 문제점 등을 해결하기 위한 구성요소이다. 특히, 산소공급부(200)의 크기를 최소화하기 위하여 산소공급부(200)를 산소압축용기로 구성하는 경우 이러한 안전유닛(230)은 반드시 필요할 것이다.

이와 같은 산소공급부(200)는 후술할 유입부(400)를 통해 두건부(100) 내로 산소를 포함하는 정화된 외기가 사용자에게 공급될 수 없는 경우 또는 필터부(500)를 통해 재활용된 산소가 사용자에게 공급될 수 없는 경우를 고려한 것이기에, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 있어서 더욱 의미있는 구성요소라고 할 것이다.

즉, 두건부(100) 외부의 공기 중에 산소가 어느 정도 포함되어 있다면 후술할 유입부(400)를 통해 외기를 정화하여 사용자에게 공급해주면 사용자의 안전을 보장할 수 있지만, 두건부(100)의 외부의 공기 중에 산소가 부족하다면 후술할 유입부(400)가 있다하더라도 사용자의 안전은 보장될 수 없다.

하지만, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예는 산소공급부(200)를 포함하고 있으므로, 두건부(100)의 외부의 공기 중에 산소가 부족한지 여부와 무관하게 사용자의 안전을 보장할 수 있다.

한편, 배출부(300)는 두건부(100)에 장착되어, 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 두건부(100) 외부로 배출시키는 구성요소이다.

전술한 바와 같이 두건부(100)는 사용자의 머리를 감싸도록 구비되는 만큼 두건부(100)의 내부는 실질적으로 밀폐된 공간이 될 것이고, 이에 따라 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 두건부(100) 외부로 배출시키지 못한다면 두건부(100)의 내부 압력이 높게 되어 두건부(100)의 효과를 비롯하여 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예의 효과가 저하될 것이다.

물론, 후술하는 바와 같이 필터부(500)를 통해 사용자의 호흡 시 배출되는 공기의 일부를 재활용할 수 있다고 하더라도, 경우에 따라서는 필터부(500)를 포함하지 않는다고 하더라도 무관하게 배출부(300)는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에서 필요하다.

그런데, 배출부(300)를 통해서 두건부(100)로 정화되지 않은 외기가 들어오게 된다면, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예가 아무리 산소공급부(200)를 포함한다고 하더라도 효과가 저하될 수 있음은 당연하다.

따라서 배출부(300)는 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 두건부(100) 외부로 배출시키면서도 외기의 유입은 차단하는 일방향 밸브(one-way valve)를 구비하는 것이 유리할 것이다.

한편, 배출부(300)가 두건부(100)의 내부 압력이 높아지는 것을 방지하는 효과를 갖는다고 하더라도, 산소공급부(200)를 비롯하여 후술할 유입부(400) 및 필터부(500)도 모두 사용자에게 산소를 공급하기 위한 것인 만큼, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예는 두건부(100)의 내부 압력이 높아지는 것을 방지하기 위하여 압력조절부(700)를 더 포함할 수 있다.

이때, 압력조절부(700)는 두건부(100)에 장착되어 두건부(100)의 내부 공기 압력을 조절할 수 있다면, 그 구조 및 형상에 대하여 제한이 없으며, 두건부(100)의 어느 위치에 장착되어도 무방하다.

일례로, 압력조절부(700)는 사용자의 호기시에는 사용자로부터 배출되는 공기로 먼저 두건부(100) 내부 공간을 채운 후 개방되어 사용자로부터 배출되는 공기 일부를 배출시키고, 흡기시에는 폐쇄하여 두건부(100) 외부 공기의 유입을 차단하는 체크밸브(check valve)로 구성되어, 도 1에 도시된 바와 같이 배출부(300)의 인근에 장착될 수 있다.

이때 상기 체크밸브는 저항의 크기에 따라 제어가 가능하다. 또한 상기 두건부(100) 내부에 1회 호흡 가능한 공간이 있을 경우에는 상기 체크밸브가 구비되지 않을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 두건부(100), 산소공급부(200), 배출부(300)를 포함하여 구성되는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예는 유입부(400), 필터부(500), 호흡부(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 유입부(400)는 두건부(100)에 장착되어, 사용자의 호흡을 위하여 산소를 포함하는 정화된 외기를 두건부(100) 내부로 유입시키는 구성요소이다.

즉, 유입부(400)는 전술한 산소공급부(200)만으로 사용자에게 산소를 공급할 수 있다면 반드시 필요하지 않을 수 있다. 하지만, 유입부(400)를 통해 산소를 포함하는 정화된 외기를 사용자에게 공급한다면, 산소공급부(200)로 유입되는 산소의 양을 줄일 수 있을 것이고, 이를 통해 산소공급부(200)의 수명을 늘릴거나 반대로 산소공급부(200)의 용량을 줄일 수 있다는 점에서 유리하다.

이러한 유입부(400)는 산소를 포함하는 정화된 외기를 두건부(100) 내부로 유입시키기 위하여 1차 필터(410)를 구비할 수 있다. 이때, 1차 필터(410)는 후술할 필터부(500)에 구비되는 2차 필터(510)와 달리 사용자에게 공급되는 외기 중에서 유해한 성분을 필터링해주는 역할을 하는 것으로, 그 구조 및 형태는 다양할 수 있으며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.

또한, 유입부(400)는 안면부(130)의 상측에 마련되고 반대로 전술한 배출부(300)는 안면부(130)의 하측에 마련되는데, 이는 배출부(300)에서 배출되는 공기의 온도가 유입부(400)로 유입되는 공기의 온도보다 상대적으로 높기 때문에 발생될 수 있는 투시창(120)에 김을 서리게 하는 현상을 방지하기 위함이다. 하지만, 이러한 유입부(400)의 위치, 나아가 배출부(300)의 위치는 안면부(130)의 형태에 따라서 충분히 변경될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예가 유입부(400)를 포함하여 구성될 때에는, 유입부(400)를 통해 유입되는 정화된 외기의 양은 산소공급부(200)에서 공급되는 산소의 양과 상보적으로 조절되는 것이 유리하다.

즉, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 유입부(400)가 포함됨으로써 산소공급부(200)의 수명을 늘리거나 반대로 산소공급부(200)의 용량을 줄일 수 있다는 점에서, 사용자 또는 주변 상황 및 조건에 맞추어 산소공급부(200)의 수명 또는 용량을 조절할 수 있도록 한다면, 사용자에게 있어서 더욱 편리할 것이다.

한편, 필터부(500)는 두건부(100) 내부에 구비되어 사용자의 호흡 시 배출되는 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나, 또는 호기시 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 산소로 전환하거나, 또는 호기시 공기 중에 포함된 산소를 재활용 가능하도록 사용자에게 공급하는 구성요소이다.

이러한 필터부(500)가 사용자의 호흡 시 배출되는 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 완전히 제거하거나 재활용할 수 있다면 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 있어서 전술한 배출부(300)도 대체할 수 있을 것이나, 필터부(500)가 사용자의 호흡 시 배출되는 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 완전히 제거하는 데에는 한계가 있을 수 있으므로, 배출부(300)와 함께 포함될 수 있을 것이다.

또한, 필터부(500)는 2차 필터(510) 또는 산소발생유닛(520) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

2차 필터(510)는 사용자의 호흡 시 발생되는 이산화탄소 또는 습기, 즉 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 제거하는 것으로 사용자의 호흡을 돕는 구성요소이다.

이러한 2차 필터(510)에도 사용자의 날숨을 두건부(100) 외부로 배출하도록 구성되되, 두건부(100) 내부로 외기가 유입되지 않도록 하는 일방향 밸브(미도시)가 구비될 수도 있으나, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 있어서 배출부(300)와 함께 포함되어 구성된다면 배출부(300)와 연통되도록 구성될 수도 있을 것이다.

한편, 산소발생유닛(520)은 2차 필터(510)의 일면과 접하도록 구비되어 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소, 또는 이산화탄소 및 수분과 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 구성요소이다.

이러한 산소발생유닛(520)은 사용자의 날숨과 화학적 반응을 통해 산소를 발생시켜야 하기 때문에, 날숨이 2차 필터(510)을 통과하기 전에 산소발생유닛(520)을 먼저 통과한 후 2차 필터(510)을 통과하도록 구비되는 것이 유리하다. 즉, 산소발생유닛(520)은 사용자의 호흡 시 발생되는 두건부(100)의 내부에서의 공기 흐름 방향에 대응하여 필터부(500)에 구비될 수 있다.

한편 산소발생유닛(520)에서 사용자의 날숨과 화학적 반응을 통한 경우는 2차 필터(510)를 통과하지 않도록 구성할 수 있다.

다만, 사용자의 날숨과 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 산소발생유닛(520)의 세부 구성 및 원리 등은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이기 때문에 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 산소발생유닛(520)은 필터부(500)를 통해 제거되는 이산화탄소 또는 습기의 양에 대응하여 소정의 양만큼 산소를 발생시킬 수 있는데, 이는 전술한 산소공급부(200) 및 유입부(400)를 통해 사용자에게 공급되는 산소의 양까지 함께 고려하여 결정된다고 할 것이다.

즉, 필터부(500)를 통해 사용자에게 공급되는 산소의 양, 더욱 상세하게는 산소발생유닛(520)을 통해 사용자에게 공급되는 산소의 양은 전술한 산소공급부(200)에서 공급되는 산소의 양 및 유입부(400)를 통해 유입되는 정화된 외기에 포함되는 산소의 양을 고려하여 상보적으로 조절될 수 있다.

한편, 호흡부(600)는 앞서 설명하였던 구성요소들인 산소공급부(200), 배출부(300), 유입부(400), 필터부(500)와 모두 연통되어 두건부(100)의 내부에 구비되는 구성요소로서, 내측이 사용자의 코 또는 입을 감싸도록 형성되어 사용자의 호흡을 돕는 기능을 한다.

즉, 도 5에 도시된 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 대한 변형례와 같이, 호흡부(600)를 포함하지 않고 산소공급부(200), 배출부(300), 유입부(400), 필터부(500) 등으로도 구성될 수 있지만, 이 경우 사용자의 코 또는 입의 위치가 전술한 구성요소와 서로 대향되지 않아, 본 발명의 효과가 실질적으로 저하될 가능성을 배제할 수 없다.

다시 말해서, 호흡부(600)는 사용자의 코 또는 입의 위치가 전술한 구성요소와 서로 대향되도록 하여 본 발명의 효과를 극대화하는 역할을 한다고 할 것이다.

뿐만 아니라, 호흡부(600)는 산소공급부(200)를 통해 공급되는 산소, 유입부(400)를 통해 유입되는 산소와, 필터부(500)에서 공급되는 공기가 혼합되는 믹싱 챔버(mixing chamber)의 역할도 할 수 있다.

여기서, 믹싱 챔버의 역할은, 안면부(130)와 관련하여 후술하는 바와 같이, 사용자가 최초 호흡 시 사용자가 흡기할 수 있을 정도의 공기를 보유하기 위해 필요한 것이다.

즉, 사용자가 최초 호흡 시, 호흡주머니(미도시)에 담겨진 공기를 마시는 것을 대체하여, 믹싱 챔버의 역할을 하는 호흡부(600)를 통해 산소공급부(200)를 통해 공급되는 산소, 유입부(400)를 통해 유입되는 산소와, 필터부(500)에서 공급되는 공기가 혼합된 공기를 마시도록 하는 것이다.

이와 관련하여, 도 5에 도시된 변형례를 고려하여 본다면, 도 5에 도시된 변형례의 경우 믹싱 챔버의 역할을 하는 호흡부(600)가 없다는 점에서 후술하는 바와 같이 안면부(130)에 호흡주머니(미도시)가 마련되어야 할 것이다.

이러한 호흡부(600)는 두건부(100) 내부에 마련된 고정유닛(610)을 통해 더욱 사용자의 코 또는 입에 밀착될 수 있으며, 두건부(100)를 중심으로 호흡부(600)에 대칭되도록 마련된 안면부(130)를 통해 무게 중심을 잡음으로써 더욱 안정감 있게 사용자의 코 또는 입을 감쌀 수 있다.

이때, 안면부(130)는 두건부(100)의 외측에 마련되는 구성요소로서, 실질적으로 호흡부(600)로부터 연장되어 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.

다만, 더욱 상세한 설명을 위하여 도면에 도시된 바를 예로 들어 설명하면, 안면부(130)는 호흡부(600)의 반대측에 두건부(100)의 외부와 연통되는 배출부(300), 유입부(400)의 외형을 형성하는 형태로 두건부(100)의 외측에 마련될 수 있다.

이러한 안면부(130)의 전면부에는 사용자의 코 또는 입을 사용하는데 필요한 구성요소 또는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예의 동작을 제어할 수 있는 다양한 스위치가 추가적으로 구비될 수 있다.

일례로, 최초 호흡 시 사용자가 흡기할 수 있을 정도의 공기를 보유하고 있는 호흡주머니(미도시) 또는 필요시 음료를 흡입할 수 있도록 마련된 음료수용부(미도시)와 연결 가능한 연결유닛(132)이 안면부(130) 전면에 마련될 수 있다.

또한, 산소공급부(200), 유입부(400), 필터부(500) 등 전술한 바와 같이 사용자에게 산소를 공급하는 구성요소가 다양하고 이들의 상보적인 관계로 사용자에게 효율적으로 산소를 공급하도록 본 발명이 구성되어 있는데, 이를 자동으로 조절할 수 있음은 물론 사용자가 선택적으로 수동으로 조절할 수 있도록 하기 위하여 조절유닛(134)이 안면부(130) 전면에 마련될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 구성요소 이외에도 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예 또는 이에 대한 변형례는 알람부(800)를 더 포함할 수 있다.

이때, 알람부(800)는 산소공급부(200)에서 공급할 수 있는 산소의 양 또는 호흡부(600)에 일시적으로 수용될 수 있는 공기 중에 포함된 산소의 양이 기설정된 양보다 작은경우 또는 과다인 경우 사용자에게 알려주는 구성요소로서, 산소공급부(200)에서 공급할 수 있는 산소의 양 또는 호흡부(600)에 일시적으로 수용될 수 있는 공기 중에 포함된 산소의 양을 실시간으로 측정할 수 있도록 마련된다.

이러한 알람부(800)는 산소공급부(200)의 용량에 따라 산소공급부(200)에서 공급할 수 있는 산소의 양을 측정하거나 또는 호흡부(600)에 일시적으로 수용될 수 있는 공기 중에 포함된 산소의 양을 측정하고 사용자에게 알람할 수 있다면 어떠한 형태로, 어떠한 위치에 마련되어도 무방하며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.

그러나 더욱 상세한 설명을 위해 예를 들어 설명하면, 산소공급부(200)에서 호흡부(600)로 산소가 이동하는 경로인 공급유로(240) 또는 개구홀(242) 상에 배치되어 공급되는 산소의 양을 센싱하고 산소공급부(200)의 용량과 비교하여 산소공급부(200)에서 공급할 수 있는 산소의 양을 측정할 수 있으며, 비퍼(beeper)를 통해 사용자에게 소리를 통해 알람할 수 있다.

이어서, 도 4를 참조하여, 이상 설명한 바와 같이 구성될 수 있는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예 또는 이에 대한 변형례의 작용, 효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

여기서, 도 4는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에서의 공기 흐름을 도시한 사용 상태도이다.

아울러, 더욱 상세한 설명을 위하여 공기의 유동 과정을 시계열적으로 설명할 것이지만, 이러한 유동 과정을 시계열적으로 설명하는 것으로 인해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.

먼저, 화재와 같이 사용자가 유독가스에 노출된 상황이 되면, 사용자는 신속하게 두건부(100)가 머리(경우에 따라서는 머리의 일 부분으로서 얼굴)를 감싸도록 하고, 조임부(110)를 조여서 더 이상 두건부(100) 외부의 공기 두건부(100) 내부로 유입되지 않도록 한다.

이후, 사용자가 호흡을 하게 되면 들숨과 날숨이 발생하게 되는데, 들숨 때에는 산소공급부(200), 유입부(400), 필터부(500)와 관계되어 공기 유동이 발생되고, 날숨 때에는 배출부(300), 필터부(500)와 관계되어 공기 유동이 발생된다.

즉, 사용자가 숨을 들이마시게 되면, 유입부(400)를 통해 산소를 포함하는 정화된 외기가 두건부(100) 내부로 유입된다. 이때, 유입부(400)를 통해 두건부(100) 내부로 유입되는 정화된 외기에 포함된 산소의 양에 따라, 산소공급부(200)에서 산소가 상보적으로 공급될 수도 있다.

그리고 사용자가 상기 두건부(100) 내부에 숨을 내쉬게 될 경우, 사용자의 날숨은 들숨에 의해 체내로 유입된 공기에 비해 산소량이 감소한 상태를 가지게 되므로, 상기 산소공급부(200)는 줄어든 산소량에 대응되는 양만큼의 산소를 상기 두건부(100) 내에 배출하여 감소한 산소량을 보상시킬 수 있다.

이후 사용자가 지속적으로 호흡을 수행할 경우에도 마찬가지로, 이 과정에서 점차 감소하는 산소량은 상기 산소공급부(200)에 의해 보상될 수 있다.

다만, 이와 같은 과정이 반복될 경우 상기 두건부(110) 내부의 공기량이 일정한 상태에서 상기 산소공급부(200)에 의해 산소가 계속 공급되므로, 상기 두건부(100) 내부의 압력이 계속하여 증가되는 문제가 있다.

이에 따라 상기 배출부(300)는 상기 두건부(100) 내의 압력이 기 설정된 압력 이상으로 증가할 경우 상기 두건부(100) 내부의 공기를 상기 두건부(100) 외부로 배출시킬 수 있으며, 결과적으로 상기 두건부(100) 내부의 압력이 일정 수준으로 유지될 수 있다.

한편 호기 시 배출되는 이산화탄소 중 일부 또는 전부는 필터부(500)로 인해 산소로 변경되어 사용자가 숨을 들이마실 때 재활용될 수도 있다. 이와 같이 필터부(500)를 통해 변경되는 산소의 양에 따라, 전술한 바와 같이 유입부(400)를 통해 두건부(100) 내부로 유입되는 정화된 외기에 포함된 산소 또는 산소공급부(200)에서 공급되는 산소가 상보적으로 공급된다.

이와 같이 사용자의 호흡이 가능하도록 두건부(100) 외부에서 내부로 또는 내부 자체적으로의 공기 유동이 발생되는데, 이는 단순히 안면부(130), 호흡부(600) 등에 마련된 전술한 구성요소들에 제한적으로만 공기 유동이 발생되는 것이 아니라, 두건부(100) 내부 전체적으로 공기 유동이 발생되도록 하여 사용자로 하여금 더 편안한 호흡이 될 수 있게 할 수 있음은 당연하다.

한편, 이와 같이 작용하는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에서는 필터부(500), 나아가 산소공급부(200)가 존재함으로 인해 종래의 산소 마스크 대비 사용시간을 비약적으로 연장시킬 수 있을 것이다.

즉, 아래 [표 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반적으로 사용자가 들이마시는 공기 중에 포함된 산소의 양은 상기 공기의 약 20%이지만, 이 중 인체 내부에서 사용하는 산소(이산화탄소로 배출)는 약 4.5%에 불과하고 나머지 약 15%에 가까운 산소는 사람의 날숨을 통해 다시 인체의 외부로 배출된다.

(대략적인 %값)	둘숨(%)	날숨(%)
질소	80	80
산소	20	15.5
이산화탄소	0	4.5

따라서, 필터부(500)를 이용하여 사람이 호흡할 때 날숨으로 배출되는 산소를 재활용하는 한편, 배출되는 이산화탄소를 재차 산소로 전환하여 사용한다면, 종래의 산소 마스크 대비 사용시간을 비약적으로 연장시킬 수 있으며, 이로 인해 사용자의 생존확률은 더욱 높아질 것이다.

그런데, 이에 그치지 않고 산소공급부(200)를 이용하여, 아래 [표 2]에서 확인할 수 있는 바와 같이 질소를 모두 산소로 대체하여 공급한다면, 필터부(500)만을 이용할 때 비하여 더욱 더 사용시간을 획기적으로 연장시킬 수 있으며, 이로 인해 사용자의 생존 확률은 더욱 더 높아질 것이다.

다만, 산소 과다 공기를 장시간 사용하는 것은 바람직하지 않다.

(대략적인 %값)	둘숨(%)	날숨(%)
질소	0	0
산소	100	95.5
이산화탄소	0	4.5

뿐만 아니라, 산소공급부(200)를 호흡부(600) 장착될 수 있을 정도로 크기를 줄여서 이용하더라도 전술한 바와 같은 효과를 가져오는 것은 변함이 없으므로, 앞서 본 발명이 해결하고자 하는 과제 및 발명의 효과에서 설명한 바와 같이 휴대성과 간편성을 극대화하면서도 사용시간이 길어져 주위 상황에 유연하게 대처할 수 있는 산소 마스크가 본 발명을 통해 구현가능할 것이다.

또한, 이상 설명한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예는 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 이들 또한 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims

일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸는 두건부;

상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 공급하는 산소공급부; 및

상기 두건부에 장착되어, 상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 상기 두건부 외부로 배출시키는 배출부;

를 포함하는 산소 마스크.
제1항에 있어서,

상기 배출부는,

상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기를 상기 두건부 외부로 배출시키면서도 외기의 유입은 차단하는 일방향 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제1항에 있어서,

상기 두건부에 장착되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 포함하는 정화된 외기를 상기 두건부 내부로 유입시키는 유입부를 더 포함하는 산소 마스크.
제3항에 있어서,

상기 유입부를 통해 유입되는 산소를 포함하는 정화된 외기의 양은 상기 산소공급부에서 공급되는 산소의 양과 상보적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸는 두건부;

상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 공급하는 산소공급부; 및

상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 산소로 전환시켜 상기 사용자에게 공급하는 필터부;

를 포함하는 산소 마스크.
제5항에 있어서,

상기 필터부는,

상기 사용자의 호흡 시 배출되는 공기 중에 포함된 이산화탄소 또는 습기와 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 산소발생유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제5항에 있어서,

상기 두건부에 장착되어, 상기 사용자의 호흡을 위하여 산소를 포함하는 정화된 외기를 상기 두건부 내부로 유입시키는 유입부를 더 포함하는 산소 마스크.
제7항에 있어서,

상기 유입부를 통해 유입되는 산소를 포함하는 정화된 외기의 양은 상기 산소공급부에서 공급되는 산소의 양 및 상기 필터부에서 공급되는 산소의 양과 상보적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두건부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡을 도울 수 있도록 내측이 상기 사용자의 코 또는 입을 감싸는 호흡부를 더 포함하는 산소 마스크.
제9항에 있어서,

상기 산소공급부는,

상기 호흡부의 외측에 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제10항에 있어서,

상기 산소공급부는,

상기 사용자에게 기설정된 유량으로 산소를 공급할 수 있도록, 산소가 배출되는 유량을 조절하는 유량조절유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제10항에 있어서,

상기 산소공급부는,

외부의 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 또는 상기 산소공급부의 내부 압력이 기설정된 압력보다 높은 경우에 산소를 배출하는 안전유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두건부에 장착되어, 상기 두건부의 내부 공기 압력을 조절하는 압력조절부를 더 포함하는 산소 마스크.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 산소공급부에서 공급할 수 있는 산소의 양을 실시간으로 측정하여, 상기 산소공급부에서 공급할 수 있는 산소의 양이 기설정된 양보다 작은경우 또는 과다인 경우 상기 사용자에게 알려주는 알림부를 더 포함하는 산소 마스크.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두건부는,

상기 사용자의 머리를 감싼 이후에 상기 개구부가 상기 사용자의 목 또는 머리 일측에 밀착될 수 있도록, 상기 개구부의 크기를 조절할 수 있는 조임부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두건부는,

상기 사용자의 머리 전체를 감싸도록 형성된 경우, 상기 사용자가 상기 두건부의 외부를 식별할 수 있도록, 2중창으로 형성된 투시창을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두건부는,

상기 사용자의 안면을 화염으로부터 보호하면서도 상기 사용자의 위치를 제3자에게 알릴 수 있도록, 난연성의 반사 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 마스크.